Kehalise koormuse mõju organismile

Trüki E-mail

Kehalise koormuse mõju organismile

Prof. Rein Jalak

 Rahvusvahelise Ülikooli Audentes kolledž

 

Kehaline koormus intensiivistab meie ainevahetust ja aitab ära kasutada, lammutada ja eemaldada organismile mittesobivaid ja liigses koguses toitaineid, ehk teiste sõnadega - aitab vähendada ka vigu meie toitumises. Iga organismi organsüsteem on kohandunud kindlate ülesannete täitmisele. Järgnevalt kehalise koormuse mõjust erinevatele süsteemidele.

Kehaline koormus ja südame – vereringesüsteem

Südame - vereringesüsteemi põhiülesandeks on kõigi elundite ja kudede varustamine verega, seega ka vajalike toitainete ja hapnikuga. Vere ringlemine veresoontes on aluseks, et

-         varustada kõiki rakke küllaldase koguse hapniku ja toitainetega

-         kõrvaldada ainevahetuses tekkinud jääkprodukte

-         transportida tekkinud laguained  erituselunditesse.

Vere pumpab veresoontes liikuma süda.  Süda puhkab pärast igat lööki. Pulsisagedusel 50 – 60 lööki/min on südame kokkutõmbefaasi ehk süstoli kestvus ligikaudu 1/3 ja lõõgastumisfaasi ehk diastoli pikkus 2/3 osa, kuid pulsisageduse suurenedes diastol ehk puhkeperiood lüheneb. Aeglasem pulsisagedus tähendab aga pikki diastoleid, seega - mida aeglasemalt süda töötab, seda rohkem ta puhkab. Aeglane pulsisagedus on aga treenituse üheks tunnuseks.

Lõõgastusaeg peale südame kokkutõmmet võimaldab kokkutõmbel kasutatud ainete täieliku taastumise südamelihase rakkudes. Kuid see on võimalik vaid siis, kui südamelihas saab vere kaudu küllaldaselt hapnikku ja toitaineid. Südame töömaht on väga suur, seepärast on suur ka südame hapnikuvajadus. Kui südamesse jõudnud verehulk pole küllaldane – kas veresoonte kahjustusest või liialt intensiivsest koormusest – jääb puudulikuks ka hapnikuga varustamine. Kehva verevarustusega südamele võib seepärast ohtlikuks osutuda juba küllaltki väike pingutus.

Südame löögisagedus on täiskasvanud inimesel tavaliselt 70–80 lööki/min, treenitud inimesel aga madalam. Südame löögimaht ehk ühe löögiga südame ühest vatsakesest väljapaisatud vere  maht on keskmiselt 60 ml, treenitud inimesel võib vastav näit olla üle 100 ml ja süda töötab seetõttu ka aeglasemalt. Juhul kui süda töötab puhkeolekus väikese löögimahuga ja suure löögisagedusega, regulaarne kehaline koormus on aga tagasihoidlik, jääb südamelihas nõrgaks ja kaotab võime tugevalt kokku tõmmata.

Image 
Puhkeolekus ja ühesuguse koormuse korral teeb treenitud inimese süda kõvasti vähem tööd kui treenimata süda, kuid maksimaalsel kehalisel koormusel olukord muutub. Kuigi pulsisagedus võib mõlemal tõusta võrdselt, suudab treenitud süda nüüd isegi kuni 2,5 korda enam tööd teha. Kehalisel tööl suureneb nii südame löögisagedus kui löögimaht. Pulss võib tõusta üle 200 löögi / min ja löögimaht 200 ml –ni, südame minutimaht võib seetõttu tõusta aga ligi 10 korda, suurenedes puhkeoleku 3,5 – 4 liitrilt / min kuni 40 liitrini minutis. Seega tagab treenitud inimese südame suurem maht kehalisel koormusel suurema löögimahu ja südame ökonoomsema töö.

Peale koormust taastub treenitud südame puhkeseisund märksa kiiremini kui treenimata südamel, sest taastumisprotsessid toimuvad kiiremini ja efektiivsemalt. Seevastu nõrga südamelihase korral, kui süda enam löögimahtu suurendada ei suuda, saab südame minutimaht suureneda vaid südame löögisageduse suurenemise arvelt, kuid seda vaid 10 – 15 liitrini ehk 2 – 3 korda vähem kui treenitud inimesel. Seetõttu tekibki kudede hapnikupuudus juba tunduvalt madalama koormuse juures ja seetõttu inimene suuremaid koormusi taluda ei suuda.

Erinevatel spordialadel võivad südamemaht ja pulsisagedus olla erinev.

                            Südame maht (cm3)     Puhkeoleku pulss (lööki / min)

Mittetreenitud               500 – 700                                70 – 80

Sprinterid                     560 – 750                                70 – 80

Keskmaajooksjad        750 – 900                                50 – 60

Pikamaajooksjad          900 – 1200                              30 - 50

Kehalisel koormusel muutub ka ringleva vere maht, mis on keskmiselt 7% kehakaalust. Kehalise koormuse algul veremaht väheneb, seejärel suureneb taas ja saavutab esialgse taseme. Lisaks toimub kehalisel koormusel ka vere ümberjaotumine organismis. Puhkeseisundis on veri valdavalt kõhuõõne elundites ja laienenud kopsuveenides, kehalisel koormusel aga veresooned ahenevad ja veri suunatakse töötavatesse lihastesse. Kapillaarid on peenikesed veresooned, kus toimubki toitainete ja hapniku üleandmine rakkudele ja elutegevuse jääkainete vastuvõtmine. Organismis on kapillaare ligi 200 miljardit, kuid liikumisvaeguse korral on ligi 90% neist suletud ja tööst väljalülitatud. Regulaarne kehaline koormus kutsub esile kapillaaride arvu suurenemise, et tagada parem verevarustus.

Lisaks pulsisageduse aeglustumisele kutsub regulaarne kehaline koormus (vastupidavustreening) esile ka vererõhu languse, mille tagab just südame rahulik töö. Erinevalt vastupidavuskoormusest lühiajalised koormused (sprint, tõstmine jm) võivad vererõhku hoopis tõsta.

Kehaline koormus ja veri

Vere peamised ülesanded on hapniku, süsihappegaasi, toitainete ja ainevahetuse laguproduktide transport varustavatest elunditest töötavatesse elunditesse ja sealt edasi erituselunditesse.

Vastupidavusaladel on oluline saavutada vere punaliblede (erütrotsüütide) ja hemoglobiini sisalduse suurenemine, mis on aeroobse töövõime arendamise üks peamisi eeldusi. Vere punalibled on eeskätt vastutavad hapniku transpordi eest, sellel on vastupidavusaladel aga eriline tähtsus. Punaste vereliblede vaeguse ehk aneemia korral on vere transpordiomadused ja seega ka organismi varustamine vajalikus koguses hapnikuga raskendatud. Põhjuseks võib olla organismi mittekülladane varustamine rauaga ja foolhappega. Intensiivsel lihastööl koguneb lihastesse ja verre suures koguses happelisi ainevahetuse lõpp–produkte, peamiselt just laktaati. Organismi vere koostis muutub ka pikemaajalisel elamisel ja treenimisel mäestikutingimustes, kus õhu hapnikusisaldus on madal.

Kehaline koormus ja hingamissüsteem

Mida tugevamini me end koormame, seda suurem on meie hingamissagedus. Hingamise tähtsus seisnebki vere rikastamises sissehingatava hapnikuga, samuti süsihappegaasi organismist väljutamises. Samuti aitab hingamine tagada optimaalset vere happe-aluse tasakaalu. Kehaline töö hingamissüsteemile tavaliselt ohtu ei kujuta. Küll mõjutavad erinevad spordialad kopsude arengut erinevalt. Kui sprinterite kopsud on oma suuruselt sarnased bürootöötajate omadega, siis sportmängudes on need juba suuremad, vastupidavusaladel aga veelgi suuremad. Pidev sügav hingamine suurendab kopsumahtu kui hingamislihaste jõudu, kopsudesse mahub rohkem õhku ja hingamine on tugevam. Rahuolekus hingab vastupidavusala sportlane harvem, kuid sügavamalt kui treenimata inimene.

Kui kehaline koormus on alla 50 protsendi maksimaalsest hapnikutarbimisest, valitseb organismis tasakaal hapniku omastamise ja kasutamise vahel (steady state), seda nii igapäevases elus kui madala intensiivsusega vastupidavustreeningu puhul. Koormuse intensiivsuse suurenedes aga suurenevad nii hingamissagedus kui hingamise minutimaht.

Kopsuventilatsioon ehk minutis kopsusid läbinud õhu hulk on puhkeseisundis treenimata inimestel kuni 3 liitrit, sportlastel kuni  7 - 10 liitrit, kehalisel tööl võib see suureneda kuni 140 liitrini.. Kopsude parem ventileerimine ongi hea selleks, et kopsualveoolidesse ei jääks seiskunud õhku ega koguneks sekreeti, mis võib olla põletiku või mingi haiguse põhjuseks.

Hingata tuleb sügavalt, eriti oluline on tugev väljahingamine. Jooksmisel on soovitav hingata sisse üle kahe sammu ja seejärel välja üle nelja sammu. Kui tunnete juba trepist tõusmisel või bussile joostes tugevat hingeldust, oleks soovitav läbida arstlik kontroll.

Kehaline koormus ja tugi – liikumisaparaat

Kõigi organsüsteemide tegevus on vajalik selleks, et võimaldada liikumist, ja seega lihassüsteemi tegevust. Lihaste olulist osa kogu organismi talitluses näitab juba nende mass, mis moodustab umbes 40% kogu keha massist. Kui lihaseid ei rakendata töösse vajalikul määral, lihased nõrgenevad ja atrofeeruvad, organismi talitlushäired kalduvad omakorda edasi teistele organitele. Muutub lihasrakkude biokeemiline koostis ning halveneb neuromuskulaarne koordinatsioon, mis mõlemad vähendavad oluliselt lihaste töövõimet. Sisuliselt langeb vähese liikumise korral kõigi lihaseid varustavate ja lihastegevust reguleerivate süsteemide töövõime. Siit tihe seos kogu organismi ja  liikumise vahel, regulaarne liikumine tugevdab  ja liikumisvaegus hoopis nõrgestab organismi.

Vastupidavustreening kutsub lihastes esile müoglobiini hulga suurenemise, mis tagab lihaste suurema hapniku tagavara, samuti tumedama värvuse. Müoglobiin on vere hemoglobiini sarnane aine. Treenitud lihastes on ka enam kaaliumi, kaltsiumi, magneesiumi. Kehalise koormuse toimel tugevneb ka luustik, kasvavad survetugevus, tõmbetugevus, löögikindlus ja vibratsioonitaluvus. Treeningu tulemusel suurenevad luude diameeter, ümbermõõt, maht ja kaal, samuti muutub luude keemiline koostis. Sportliku treeningu mõjul tugevnevad ka kõõlused, millega lihased kinnituvad luude külge, samuti liigeseid tugevdavad sidekoelised sidemed.

Kehaline koormus ja energiasüsteemid

Organism vajab oma tegevuseks energiat. Loomulikult on energia vajalik igasuguseks kehaliseks koormuseks. Organismi universaalseks energiapatareiks on adenosiintrifosfaat ehk ATP, mis lihastööks justkui  voolu annab. Paraku on selle energiapatarei võimsus madal, ATP jätkub tugeval lihastööl vaid 3 - 4 lihaskontraktsiooniks ehk 2 -3 sekundiks. Seejärel on vaja ATP varud taastada, milleks on kolm erinevat teed

  1. energiarikaste fosfaatide arvel ehk anaeroobne - laktatsiidne tee
  2. anaeroobse ainevahetuse abil ehk aeroobne – laktatsiidne tee
  3. aeroobse ainevahetuse teel.

Seega, kuigi  ATP sisaldus rakkudes on väike, kuid seda kompenseerib tema pidev taastootmine teistest energiarikastest ainetest – glükoosist, glükogeenist, kreatiinfosfaadist, rasvadest. Energeetilistest varudest on ATP taastootmine võimalik kreatiinfosfaadist, see toimub kiiresti, kuid taas jätkub seda vaid lühikeseks ajaks. Kreatiinfosfaadi varud on siiski 3 – 4 korda suuremad kui ATP-l. Kreatiinfosfaati jätkub

-         tugeval pingutusel (nt. 100m jooksus) – 8 sekundiks

-         madala intensiivusega pingutusel – kuni 20 sekundiks.

Seda energiateed kasutatakse valdavalt kergejõustikus heite- ja hüppealadel, vastupidavusaladel ei mängi anaeroobne – alaktatsiidne tee praktiliselt mingit rolli.

Kui energiat on vaja kestvamaks pingutuseks, kasutatakse selleks toitainetest saadud energiarikkaid aineid. Energiat saadakse kahel viisil

-         anaeroobne energiarežiim (ilma hapnikuta)

-         aeroobne energiarežiim (hapnikuga)

Organism lähtub vajaliku energiatee valikul esmajärjekorras koormuse intensiivsusest

-         suure intensiivusega lihastöö toimub anaeroobsel teel

-         keskmisel intensiivsusel kasutatakse segarežiimi (anaeroobne ja aeroobne)

-         madalal intensiivsusel toimub energiatootmine aeroobsel teel.

Kõrge intensiivsusega koormusel kasutatakse energiaks glükoosi, mis on ladestunud organismis glükogeenina. Ainevahetuses tekib glükoosist  laktaat, mis tagab küll kõrge intensiivsuse, kuid suurendab lihaste happesust ja on hoopis lihaste töövõimele pärssivaks teguriks. Mida suurem on koormuse intensiivsus, seda enam peame koormuse just ülehappesusest katkestama. Tüüpiliseks näiteks on 400m jooks, kus sageli viimasel 100m sportlastel „jalad raskeks” lähevad.

Maksimaalne koormuse kestvus on võimalik vaid 40 sek, glükolüüsi võimalusi pikemaks ajaks ei ole. Umbes 2 min jooksul läheb laktaat lihastest verre ja lõhustatakse maksas, südames, neerudes ja puhkeolekus lihastes. Laktaadi määramine verest annab treeningu mõjust head teavet, tänapäeval võetakse laktaadiproovi enam kõrvalestast

Vere laktaadisisaldus ja kehaline koormus

- Laktaadi kontsentratsioon veres on puhkeseisundis 1 – 1,5 mmooli / liitris.

- Kõrgeimad näidud on saadud 400 m ja 800 m jooksu järgselt – 20 mmooli / liitris.

- Laktaadi elimineerumise keskmine poolestusaeg on 15 min – seega 15 min pärast on vere laktaadisisaldus langenud 50 %, järgmise 15 min jooksul taas 50 % jne.

- Madala laktaadisisalduse korral on poolestusaeg 10 min, aga ülikõrge laktaadi korral 25 min.

- Kõrge intensiivsuse korral on maksimaalne laktaat veres alles 7 – 12 min järel.

- Laktaadil 20 mmooli / l ja poolestusaja korral 25 min taastuks laktaat puhkeoleku väärtuseni 1,0 mmooli / l seega alles 100 minuti pärast, arvestama peaks 4 poolestusajaga (10; 5; 2,5; 1,25 mmooli / l).

- Kõrgest laktaadist põhjustatud lihaskangestuse vastu aitavad koormusjärgsed taastavad harjutused (sörkjooks, lahtiujumine jne)

Kui madala intensiivsusega treeningkoormus kestab enam kui 2 minutit, toimub energiavahetus juba hapniku juuresolekul. Glükogeen lõhustub hapniku juuresolekul lihastes asuvates mitokondrites veeks ja süsihappegaasiks, energiat tekib oluliselt rohkem ja laguproduktid nüüd töövõimet ei pärsi. Tüüpilised spordialad, kus energiaks valdavalt süsivesikuid kasutatakse, on kestvusega kuni 1 tund ja valdavalt keskmise intensiivsusega.

Kuid ka glükogeeni varud saavad otsa ja seejärel kasutatakse energiaks rasvu, mille varud on organismis piiramatud. Koormustel, mis on pikemad kui 60 min, kasutatakse energiaks rasvu ligi 90 %. Rasvade üldhulk organismis kehalisel tööl väheneb, kuid rasvkoe kogus on organismis niivõrd suur (18 – 35 % kogu kehamassist), et selle vähenemine ei kahjusta organismi energiaga varustamist. Võib öelda, et mida madalam intensiivsus ja suurem kestvus, seda enam rasvu organismis energiaks kasutatakse. Koomusel intensiivsusega 30 -40 % maksimumist on rasvapõletamise osa 1. – 2. tunnil 30 – 40 % ja järgnevatel tundidel juba 60 - 70 %. Mida treenitum on vastupidavusala sportlane, seda suurem on sama intensiivsuse korral rasvade kasutamine energiaks, võrreldes süsivesikutega.

Võrreldes anaeroobset ja aeroobset energiatootmist, on erinevused olulised

-         anaeroobne ainevahetus käivitub kiiresti, aeroobne hoopis aeglasemalt

-         anaeroobne ainevahetus toimib maksimaalsel koormusel, aeroobne madalal intensiivsusel

-         anaeroobne töö on lühiaegne, aeroobne pikaaegne

-         anaeroobse ainevahetuse jääkained pärsivad töövõimet, aeroobsel koormusel mitte

-         anaeroobsel koormusel tekib 1 moolist glükoosist 2 mooli ATP, aeroobsel aga 38 mooli ATP

-         anaeroobsel koormusel rasvu energiaks ei kasutata, aeroobsel aga piiramatult.

 

Energiasüsteemi omadused erinevatel spordialadel

  1. Lühiaegne koormus kuni 2 sek.

-         energiat saadakse ainult ATP –st

-         spordiala – kuulitõuge


  1. Lühiaegne koormus kuni 8 sek.

-         energiat saadakse kreatiinfosfaadist

-         spordiala – 50 - 75m sprint


  1. Maksimaalne pingutus kuni 40 - 50 sek.

-         energia vabaneb valdavalt anaeroobselt glükolüüsi teel

-         spordiala – 400 m jooks


  1. Intensiivsed koormused kestvusega üle 2 min.

-         energia valdavalt aeroobselt glükolüüsist

-         üle 30 – 60 min koormusel aeroobselt rasvadest

-         spordiala – pikamaajooks

Seega, erinevatel spordialadel kasutatakse erinevaid energiarežiime, olenevalt koormuse intensiivsusest ja kestvusest. Kui 800 m jooksus saadakse 50 % energiast anaeroobselt ja 50%  aeroobselt, siis maratonijooksus sisuliselt vaid aeroobsel teel. Vastupidavuse arendamisel on esikohal aeroobne energiatootmine, seda peab  tervisesportlane oma treeningprogrammis esmajärjekorras arvestama.

Kehaline koormus ja närvisüsteem

Kehaline koormus avaldab kesknärvisüsteemile mitmekülgset ja sügavat mõju. Peaaju on vastutav nii südame – vereringe ökonoomsema töö, lihaskiudude paksenemise kui  vere koostise muutumise eest, juhtides kõigi elundite ja kudede talitlust. Igasuguse intensiivsusega töö korral on just peaajus tekkival väsimusel otsustav tähtsus.

Sportliku treeningu mõju närvisüsteemile sõltub kehalise koormuse iseloomust, närvisüsteemi erutuvus võib suureneda (sprint, maadlus jm) või hoopis langeda (vastupidavusalad). Treenitud sportlastel ei häiri pingeline kehaline koormus kogu närvisüsteemi, vaid selle mõju piirdub üksikute ajupiirkondadega ning avaldub lühiajaliselt.

Kehaline koormus kutsub esile psüühilise reaktsiooni aja lühenemise. Vastupidavustreeningul on tugev positiivne toime vaimsele töövõimele. Spordiga tegeleja aju omastab hapnikku paremini, ja puhkab ka seetõttu paremini.

Optimaalse kehalise koormuse mõju kogu organismile

-         südame löögisageduse langus puhkeolekus tänu paranenud vastupidavusele ja tugevnenud südamele

-         kõrgenenud vererõhu langus

-         suurenevad veremaht, punaliblede arv ja hemoglobiini sisaldus

-         organismi energiavahetus on paranenud

-         vere LDL –kolesteriini („hea”)  tõus ja HDL- kolesteriini („halb”) langus

-         hingamislihaste tugevnemine ja gaasivahetuse paranemne kopsudes

-         lihaste töövõime ja energeetika suurenemine

-         raku „jõujaamade” ehk mitokondrite arvu ja massi suurenemine lihastes

-         aeroobse ainevahetuse fermentide suurenemine

-         luude, lihaste, kõõluste ja liigesekõhre tugevnemine

-         rasvaainevahetuse suurenemine vastupidavuskoormusel

-         organismi immuunsuse suurenemine

-         enesetunde, heaolu paranemine, stressi vähenemine

Toodud füsioloogilised iseärasused näitavad, kuivõrd oluline on tunda organismi talitlust, et metoodiliselt õigesti ja töövõime ning tervisele kasuliku koormusega harjutada.

 

 Kasutatud kirjandus

  1. Jalak R. Tervise treening. Tallinn 2006.
  2. Neumann G., Pfützner A., Hottenrott K. Alles unter Kontrolle. Meyer&Meyer. 2001.
  3. Weineck J. Optimales Training. Spitta Verlag. 2007.
  4. Weineck J. Sportbiologie. Spitta Verlag.2004.
  5. Wilmore J.H., Costill D.L., Kenney W.L. Physiology of Sports and Exercise. Human Kinetics. 2007
Artikkel ilmus liikumis- ja spordialaste metoodilis-teaduslike artiklite kogumikus "Liikumine ja sport" 2007 (1).


  Lisa kommentaar

Ainult registreerunud kasutajad saavad kommenteerida.
Palun logi sisse või registreeru.

 
< Eelmine   Järgmine >